專利名稱：應(yīng)用于直角坐標系焊接機器人的懸臂式滑軌機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接機器人領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
工業(yè)機器人是一種多用途的、可編程的自動控制操作裝置，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化的各個領(lǐng)域。焊接機器人是工業(yè)機器人中的一種，它主要用于代替人工進行焊接工作。目前使用的焊接機器人主要是關(guān)節(jié)式焊接機器人，關(guān)節(jié)式焊接機器人中設(shè)置有焊接組件，焊接組件包括:焊絲機，焊絲機上連接有用于穿設(shè)焊絲的焊槍軟管，焊槍軟管的頭部安裝有焊槍頭，焊槍頭安裝在關(guān)節(jié)式焊接機器人的關(guān)節(jié)臂上。由控制器對關(guān)節(jié)式焊接機器人的關(guān)節(jié)臂進行運動控制，從而達到操縱焊槍頭進行焊接工作的目的。關(guān)節(jié)式焊接機器人的缺點如下:一、關(guān)節(jié)式焊接機器人的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性差、承載能力低；二、關(guān)節(jié)式焊接機器人的造價高；三、工作半徑有限，最大只能是三米，從而導致焊接工作長度受限；四、關(guān)節(jié)式機器人重復(fù)定位精度低；五、安全性差，維護不便；六、拓展能力有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是:提供一種造價低、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、承載能力高、焊接工作長度能延長、且能提高定位精度的應(yīng)用于直角坐標系焊接機器人的懸臂式滑軌機構(gòu)。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:應(yīng)用于直角坐標系焊接機器人的懸臂式滑軌機構(gòu)，包括龍門安裝架，龍門安裝架由兩根支撐立柱、和支承在兩根支撐立柱頂部的頂部支撐橫梁構(gòu)成，龍門安裝架上設(shè)置有兩兩相互垂直的X、Y、Z方向滑軌，X、Y、Z方向滑軌上分別設(shè)置有帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置，X方向滑軌水平設(shè)置在水平支撐橫梁上，水平支撐橫梁的兩端分別固定安裝在龍門安裝架的兩根支撐立柱上，Y方向滑軌的一端固定支承在X方向滑軌上、并與設(shè)置在X方向滑軌上的滑塊相連接，Y方向滑軌的另一端向外伸出，使Y方向滑軌形成懸臂式滑軌，在X方向滑軌上的帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，Y方向滑軌能在X方向滑軌上來回滑動，用以支承焊槍頭的Z方向滑軌沿豎直方向設(shè)置，Z方向滑軌支承在Y方向滑軌上、并與設(shè)置在Y方向滑軌上的滑塊相連接，在Y方向滑軌上帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，Z方向滑軌能在Y方向滑軌上來回滑動，焊槍頭設(shè)置在Z方向滑軌的滑塊上，在Z方向滑軌上的帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，焊槍頭能在Z方向滑軌上上下移動。進一步地，前述的應(yīng)用于直角坐標系焊接機器人的懸臂式滑軌機構(gòu)，其中，在Y方向滑軌與龍門安裝架之間還設(shè)置有上部支撐機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為:斜向支撐板的底部固定連接在Y方向滑軌的懸臂部分上，豎向支撐板的上端固定連接在斜向支撐板上，豎向支撐板的底部支承在支撐座上，所述的支撐座固定支承在X方向滑軌上帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置中的滑塊上，斜向支撐板的上端連接有輔助滑塊，所述的輔助滑塊與輔助滑軌相配合、并能在其上來回滑動，所述的輔助滑軌平行于X方向滑軌、并水平設(shè)置在龍門安裝架的頂部支撐橫梁上。進一步地，前述的應(yīng)用于直角坐標系焊接機器人的懸臂式滑軌機構(gòu)，其中，所述的帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)包括:所述的滑軌為支撐線滑軌，在滑軌的一端設(shè)置有滑移驅(qū)動電機，滑移驅(qū)動電機的輸出軸與設(shè)置在滑軌上的絲杠的尾部相連接，絲杠上螺紋配合設(shè)置有滑塊，滑塊上設(shè)置有滑槽，滑槽與滑軌中的軌道相配合，在滑移驅(qū)動電機的驅(qū)動下滑塊沿著軌道來回滑動。本發(fā)明的有益效果:一方面，X、Y、Z方向滑軌的長度可分別根據(jù)實際焊接工作的需要分別進行延長設(shè)置，又由于Y方向滑軌采用上部支撐機構(gòu)的懸臂式滑軌，其底部沒有支撐，即Y方向滑軌的上部支撐機構(gòu)不會對X、Y、Z方向的焊接工作長度產(chǎn)生任何限制，這樣X、Y、Z方向上的焊接工作長度就會隨著X、Y、Z方向滑軌的延長而延長；另一方面，其穩(wěn)定性好、承載能力高、且造價較低；此外本發(fā)明所述的懸臂式滑軌機構(gòu)還可廣泛應(yīng)用于數(shù)控鉆床、線切割、激光切割、數(shù)控注塑機等設(shè)備中。


圖1是本發(fā)明所述的應(yīng)用于直角坐標系焊接機器人的懸臂式滑軌機構(gòu)的右視方向軸側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明所述的應(yīng)用于直角坐標系焊接機器人的懸臂式滑軌機構(gòu)的左視方向軸側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2中X方向滑軌的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2中X、Y、Z方向滑軌左視方向的布置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和最優(yōu)實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。如圖1、圖2、圖3、圖4所示，應(yīng)用于直角坐標系焊接機器人的懸臂式滑軌機構(gòu)，包括龍門安裝架36，龍門安裝架36由兩根支撐立柱1、和支承在兩根支撐立柱I頂部的頂部支撐橫梁2構(gòu)成，龍門安裝架36上設(shè)置有兩兩相互垂直的X、Y、Z方向滑軌，X、Y、Z方向滑軌上分別設(shè)置有帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置，X、Y、Z方向滑軌上的帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理相同，本實施例僅以X方向滑軌3上的帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置為例展開說明，其具體的結(jié)構(gòu)包括:X方向滑軌3為支撐線滑軌，在X方向滑軌3的一端設(shè)置有X方向滑移驅(qū)動電機17，X方向滑移驅(qū)動電機17的輸出軸與設(shè)置在X方向滑軌3上的X方向絲杠18的尾部相連接，X方向絲杠18上螺紋配合設(shè)置有X方向滑塊19，X方向滑塊19上設(shè)置有X方向滑槽20，X方向滑槽20與X方向滑軌3中的X方向軌道21相配合，在X方向滑移驅(qū)動電機17的驅(qū)動下X方向滑塊19沿著X方向軌道21來回滑動，為了起到防塵作用，X方向滑軌3上蓋裝有防塵蓋22。X方向滑軌3水平設(shè)置在水平支撐橫梁4上，水平支撐橫梁4的兩端分別固定安裝在龍門安裝架36的兩根支撐立柱I上，Y方向滑軌5的一端固定支承在X方向滑軌3上、并與設(shè)置在X方向滑軌3上的X方向滑塊19固定連接，本實施例中Y方向滑軌5與X方向滑塊19的具體連接結(jié)構(gòu)為:Y方向滑軌5固定連接在支撐座14的一偵U，支撐座14的底部固定設(shè)置有第一連接板23，所述的第一連接板23與X方向滑塊19固定連接；Υ方向滑軌5的另一端向外伸出，使Y方向滑軌5形成懸臂式滑軌，本實施例中，為了提高Y方向滑軌的穩(wěn)定性和承載能力，在Y方向滑軌5與龍門安裝架36之間還設(shè)置有上部支撐機構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)包括:斜向支撐板12，斜向支撐板12的底部固定連接在Y方向滑軌5的懸臂部分上，豎向支撐板13的上端固定連接斜向支撐板12上，豎向支撐板13的底部支承在支撐座14上，斜向支撐板12的上端連接有輔助滑塊15，所述的輔助滑塊15與輔助滑軌16相配合、并能在其上來回滑動，所述的輔助滑軌16平行于X方向滑軌3、并水平設(shè)置在龍門安裝架36的頂部支撐橫梁2上，在X方向滑移驅(qū)動電機17的驅(qū)動下，Y方向滑軌5能在X方向滑軌3上來回滑動的同時、帶動輔助滑塊15在輔助滑軌16上來回滑動。用以支承焊槍頭8的Z方向滑軌6沿豎直方向設(shè)置，Z方向滑軌6支承在Y方向滑軌5上、并與設(shè)置在Y方向滑軌5上的滑塊相連接，在Y方向滑軌5上帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，Z方向滑軌6能在Y方向滑軌5上來回滑動，焊槍頭8設(shè)置在Z方向滑軌6的滑塊上，這樣在Z方向滑軌6上的帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，焊槍頭8能在Z方向滑軌6上上下移動。本發(fā)明的工作原理如下:如圖1、圖2所示，X、Y、Z三個方向的滑軌確定了焊槍頭8沿X、Y、Z運動的三個方向。焊接工作時，在X方向滑移驅(qū)動電機17的驅(qū)動下，X方向絲杠18轉(zhuǎn)動，從而帶動X方向滑塊19沿著X方向軌道21來回滑動，由于Y方向滑軌5與X方向滑塊19固定連接，因此Y方向滑軌5會帶動其上的Z方向滑軌6隨著X方向滑塊19一起在X方向滑軌3上來回滑動，從而改變焊槍頭8在X方向上的空間位置；同理在Y方向滑軌5上的滑移驅(qū)動電機51的驅(qū)動下，Z方向滑軌6在Y方向滑軌5上來回滑動，從而改變焊槍頭8在Y方向上的空間位置；又同理在Z方向滑軌6上的滑移驅(qū)動電機61的驅(qū)動下，焊槍頭8在Z方向滑軌6上上下滑動，從而改變焊槍頭8在Z方向上的空間位置；焊接時，通過控制器對焊接機器人進行自動控制，控制器發(fā)出相應(yīng)地位置調(diào)整命令，使焊槍頭8在X、Y、Z方向調(diào)整位置的同時進行焊接操作。本實施例中，X、Y、Z方向滑軌上帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置中都是采用絲杠型驅(qū)動方式，此驅(qū)動方式的定位精度高，可達0.01mm，采用龍門安裝架上的直角坐標系滑軌機構(gòu)的形式，這樣可大大提高焊接機器人的穩(wěn)定性和承載能力，并可根據(jù)焊接工作的實際需要分別延長設(shè)置X、Y、Z方向滑軌的長度，從而使得X、Y、Z方向上的焊接工作長度也相應(yīng)延長，且由于Y方向滑軌采用上部支承機構(gòu)的懸臂式滑軌結(jié)構(gòu)，其底部沒有支撐，不會對X、Y、Z方向上的焊接工作范圍產(chǎn)生影響；此外本發(fā)明所述的懸臂式滑軌機構(gòu)還可廣泛應(yīng)用于數(shù)控鉆床、線切割、激光切割、數(shù)控注塑機等設(shè)備中。
權(quán)利要求
1.用于直角坐標系焊接機器人的懸臂式滑軌機構(gòu)，其特征在于:包括龍門安裝架，龍門安裝架由兩根支撐立柱、和支承在兩根支撐立柱頂部的頂部支撐橫梁構(gòu)成，龍門安裝架上設(shè)置有兩兩相互垂直的X、Y、Z方向滑軌，X、Y、Z方向滑軌上分別設(shè)置有帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置，X方向滑軌水平設(shè)置在水平支撐橫梁上，水平支撐橫梁的兩端分別固定安裝在龍門安裝架的兩根支撐立柱上，Y方向滑軌的一端固定支承在X方向滑軌上、并與設(shè)置在X方向滑軌上的滑塊相連接，Y方向滑軌的另一端向外伸出，使Y方向滑軌形成懸臂式滑軌，在X方向滑軌上的帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，Y方向滑軌能在X方向滑軌上來回滑動，用以支承焊槍頭的Z方向滑軌沿豎直方向設(shè)置，Z方向滑軌支承在Y方向滑軌上、并與設(shè)置在Y方向滑軌上的滑塊相連接，在Y方向滑軌上帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，Z方向滑軌能在Y方向滑軌上來回滑動，焊槍頭設(shè)置在Z方向滑軌的滑塊上，在Z方向滑軌上的帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，焊槍頭能在Z方向滑軌上上下移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于直角坐標系焊接機器人的懸臂式滑軌機構(gòu)，其特征在于:在Y方向滑軌與龍門安裝架之間還設(shè)置有上部支撐機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為:斜向支撐板的底部固定連接在Y方向滑軌的懸臂部分上，豎向支撐板的上端固定連接在斜向支撐板上，豎向支撐板的底部支承在支撐座上，所述的支撐座固定支承在X方向滑軌上帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置中的滑塊上，斜向支撐板的上端連接有輔助滑塊，所述的輔助滑塊與輔助滑軌相配合、并能在其上來回滑動，所述的輔助滑軌平行于X方向滑軌、并水平設(shè)置在龍門安裝架的頂部支撐橫梁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于直角坐標系焊接機器人的懸臂式滑軌機構(gòu)，其特征在于:所述的帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)包括:所述的滑軌為支撐線滑軌，在滑軌的一端設(shè)置有滑移驅(qū)動電機，滑移驅(qū)動電機的輸出軸與設(shè)置在滑軌上的絲杠的尾部相連接，絲杠上螺紋配合設(shè)置有滑塊，滑塊上設(shè)置有滑槽，滑槽與滑軌中的軌道相配合，在滑移驅(qū)動電機的驅(qū)動下滑塊沿著軌道來回滑動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種造價低、穩(wěn)定性好、承載能力高、焊接工作長度能延長的應(yīng)用于直角坐標系焊接機器人的懸臂式滑軌機構(gòu)，包括設(shè)有兩兩相互垂直的X、Y、Z方向滑軌的龍門安裝架，三方向滑軌上均設(shè)置有帶滑塊的滑移驅(qū)動裝置，X方向滑軌水平設(shè)置在龍門安裝架上，Y方向滑軌為懸臂式滑軌，其一端固定支承在X方向滑軌上、并與X方向滑軌上的滑塊相連接，Y滑軌能在X滑軌上來回滑動，Z方向滑軌支承在Y方向滑軌上、并與Y方向滑軌上滑塊相連接，Z方向滑軌豎直支承在Y方向滑軌上、并與Y方向滑軌上的滑塊相連接，焊槍頭與設(shè)置在Z方向滑軌上的滑塊相連接，Z方向滑軌能在Y方向滑軌上來回滑動，焊槍頭能在Z方向滑軌上來回滑動。
文檔編號B25J9/02GK103084765SQ20131004271
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者張立勛, 夏占, 齊李, 張永發(fā), 韓亮 申請人:張家港市永發(fā)機器人科技有限公司